在數字世界再造世界杯，元宇宙體育正變得越來越豐滿
撰文/ 蔥鮪魚本屆世界杯可能不是最精彩的一屆，卻絕對是看點十足的一屆：后疫情時代的首屆世界杯、耗資2200億美元打造的“史上最貴”世界杯、足壇黃金
2021年可以被稱為“元宇宙”元年。繼2021年3月沙盒游戲平臺Roblox將“元宇宙”概念放入招股書中，被稱為“元宇宙”第一股后，Facebook更名為Meta, 引發全球范圍內資本市場和業界的廣泛討論，形成元宇宙現象。邁入2022年，元宇宙仍然熱度不減。2021年底上海市正式將元宇宙納入電子信息產業發展“十四五”規劃，新年伊始各地陸續召開的地方兩會中“元宇宙”也成了熱詞。
1. 元宇宙的起源、定義及特征
起源
元宇宙的概念最初來源于1992年出版的美國科幻小說《雪崩》，書中描述了一個平行于現實世界的網絡世界 – Metaverse, 所有現實世界的人在Metaverse中都有一個替身（Avatar）。真實世界的人通過控制其替身，在Metaverse中進行人際交往和競爭以提升自己的地位。Metaverse 由“meta”和“universe”兩個詞組成，意為超越/元宇宙。2021年3月，沙盒游戲平臺Roblox將“元宇宙”概念放入招股書中，被稱為“元宇宙”第一股，隨后Facebook更名為Meta, 進一步引發全球范圍內資本市場和業界的廣泛討論，形成了“元宇宙”現象。
定義及特征
目前針對元宇宙還沒有公認的定義，從業界針對元宇宙的諸多討論來看，元宇宙是由包括區塊鏈、AI、交互傳感技術等集成類技術賦能的一個實時在線網絡，是數字和物理世界相互作用下形成的有機生態體系，對生活、工作、商業、經濟帶來深遠影響 。
綜合來看，我們認為元宇宙具備如下幾大核心特征：
元宇宙生態
元宇宙是一個由多種技術構成的生態體系，它包括感知交互設備、網絡傳輸、芯片算力等基礎硬件，以及在此基礎上，由人工智能、區塊鏈、云服務等核心技術共同構建的數字世界。元宇宙在消費者端（to C）、企業端（to B）、政府端（toG）都可以被廣泛使用，對娛樂、購物、遠程辦公、金融、制造業、城市治理、研發等領域帶來深刻影響（圖1）。同時，元宇宙帶動的經濟和商業模式的變革，也必將催生新的產業，形成新業態和新物種。
2. 元宇宙基礎硬件
感知交互設備
目前元宇宙產業對于交互設備有兩種比較主流的思路，第一種是通過可穿戴設備如XR頭盔、智能手環、電子皮膚等設備采集人體活動信號，同時通過頭顯設備做輸出顯示，完成交互；第二種是腦機接口思路，通過體內植入或頭部外接的形式，直接采集腦電波或電信號，再經計算、編譯等步驟，完成人機交互。以XR設備為交互媒介的研究起步較早，2012年就有比較成功的商用案例，行業中業已研發出了應用于頭部顯示裝備的Inside-out光學跟蹤系統和基于手柄在六自由度運動軌跡（三維空間中動作所包含的前、后、左、右、上、下六個維度）的6DOF動作跟蹤技術，形成了目前行業較為成熟的“Insideout+6DOF”的空間定位加動作捕捉解決方案，在Oculus Quest 2、Pico Neo 3和三星Odessey等XR設備上普遍應用。據IDC統計，2020年全球虛擬現實終端出貨量約為710萬臺，預計2024年終端出貨量將達到7670萬臺。4 而腦機接口的概念目前還處于實驗狀態，尚無成功商業落地的案例，因此從技術儲備角度來看，XR設備是目前最有希望實現元宇宙現階段發展需求的交互設備，也成為未來元宇宙基礎建設的重點。
網絡傳輸
元宇宙最大的特點就是完全沉浸感，因此高分辨率、低時延的畫面傳輸對元宇宙體驗來講是必須項，這對于網絡傳輸的帶寬、延遲提出了新的需求，同時元宇宙內數以億計的交互用戶量級將對網絡傳輸的可靠性提出更高要求。目前主流消費級XR設備分辨率均為2K，部分可達到4K分辨率，但距離理想元宇宙終端至少8K的分辨率還有一定距離。4K分辨率下，經H.265標準壓縮比壓縮后，4K內容需要的理論傳輸速率需要在12到40兆每秒之間5。根據中國信通院2021年調研數據顯示，我國4G移動網絡在重點城市場景中的實際數據下載速率整體穩定在40兆到80兆每秒之間，5G移動網絡在各重點路段平均下載速率整體穩定在600兆至1000兆每秒之間6，可以滿足移動4K分辨率XR設備的對于網絡帶寬的要求。而8K的分辨率是7680×4320，是4K分辨率的4倍，經H.265標準壓縮比壓縮后，8K內容需要的理論傳輸速率約288至960兆每秒7，遠高于目前我國4G移動互聯網的平均下載速度。
芯片算力
元宇宙需要大量高質量的、獨特的、并且可供自由探索的內容豐富和填充其數字世界，僅靠用戶生成內容（UGC，User Generated Content）和平臺生成內容（PGC，Platform Generated Content）是遠遠不夠的，隨著人工智能算法的不斷優化，芯片所提供的算力不斷提升，人工智能生成內容（AIGC，AI-GeneratedContent）逐漸成為業界對于海量內容創作的主要解決方案。但是AIGC需要強AI的支持，目前主流的人工智能訓練多是基于卷積神經網絡的深度學習網絡，計算量極大，因此業界通常會選擇利用更高算力的處理器對訓練過程進行加速。
3. 元宇宙核心技術
區塊鏈
元宇宙中數字身份、游戲道具或專有飾品等具有唯一性和不可復制性的數字資產在元宇宙世界中的交易和流通則更為復雜，因此基于區塊鏈技術的非同質化代幣（NFT，Non-fungible Token）概念被廣泛應用于此。NFT技術是區塊鏈技術的一個分支，通過將記載著交易信息的憑證電子化，使其可以在區塊鏈上儲存，并通過區塊鏈的共識機制廣播至全鏈路確保其實時性和不可篡改性。同時NFT還兼具不可分割、不可復制和唯一性等特征，使其在特殊數字資產的確權和交易上有著廣闊的發展空間，2020年NFT市值達到3.38億美元，同比增長139%，并且截至2021年3月NFT作品單筆成交額最高達6934萬美元（Beeple Everyday, March11th,2021）9。隨著元宇宙概念的興起和人們對于個性化意識的日益提升，NFT概念及其技術的發展將會受到持續關注。
人工智能
人工智能作為元宇宙的技術支撐近年來發展迅速，以美國為首的發達國家利用互聯網和科技巨頭大力布局人工智能產業，已形成較為完善的AI技術生態。中國起步稍晚，但得益于人口基數大，數據積累上有天然優勢。數據量規模對于算法訓練、人工智能具有十分重要的意義，我國已明確將數據作為新時代重要的生產要素10。隨著國產化進度的不斷提升，我國在人工智能領域也具有巨大發展機遇。
云技術
在算力方面，元宇宙作為完全數字化虛擬時空，其中人、機、物及其之間的交互都需要依賴相當高的算力，同時作為完全擬真世界，全時域實時穩定運行對于服務器的可靠性也提出了相當高的要求，普通本地中心化IDC無法滿足，而云計算作為架設在分布式機群上的計算平臺，在滿足元宇宙對于高算力和穩定性要求的基礎上，還兼顧低延遲和不同地區定制化配置的需求。在存儲方面，元宇宙是基于區塊鏈技術來搭建價值和交易體系的，而區塊鏈的本質是通過分布式賬本達到去中心化交易。因此基于云端的分布式計算集群更契合區塊鏈的去中心化交易思維，同時也避免單個區塊鏈節點數據過量儲存的問題，同時分布式的數據儲存可以通過相互備份形成類似“raid陣列”效果保護數據整體一致性，提高數據丟失容錯率和數據恢復操作空間。在渲染方面，元宇宙作為主打“隨時、隨地”輕量化概念的世界級應用，需要大量的算力進行圖片渲染和物理碰撞模擬，對于終端的性能和承載能力有著極高的要求，有悖于元宇宙“anywhere，anytime”的輕量化設計初衷，也不利于市場推廣，因此利用云渲染可動態分配算力的優勢，分離運算端和顯示端，在云端完成畫面渲染然后利用最近CDN以低延遲推送畫面到終端才是未來云計算在元宇宙的技術發展方向。
數字孿生
數字孿生作為仿真和模擬領域的前沿技術，與元宇宙構造現實社會的拓展和延伸的概念高度相符，成為元宇宙在虛擬世界中構建現實世界數字孿生體的基礎應用，將極大程度提升元宇宙的構建效率與真實體感。隨著底層技術的發展和元宇宙概念的火爆，數字孿生的概念逐漸走入人們的視野，業界也在積極探索其應用。微軟公司就曾在其模擬游戲《微軟模擬飛行2020》中通過與奧地利初創公司Blackshark.ai合作，基于衛星數據和數字孿生技術生成地球3D數字孿生體，為玩家提供提供結合地理空間數據和三維模擬環境的飛行體驗。而美國的Nvidia公司基于現實世界物理定律和邏輯，構建并發布Omniverse開放式創作平臺，利用其強大的PhysX物理模擬引擎和RTX光線追蹤技術為創作者提供了構建數字化現實世界的技術平臺，降低了數字孿生的創作門檻。不僅如此，Nvidia還開發了Omniverse Avatar工具平臺，集成了基于NLP算法的語音識別與交互、人工智能、視頻渲染等前沿技術，為基于現實人物照型構建虛擬數字人提供了工作平臺。
4. 元宇宙的十個應用場景展望
十八世紀“科幻小說之父”凡爾納曾在小說中暢想過潛艇和火箭，當時天馬行空的想象如今早已成為現實。人類也許將見證新的科幻照進現實，元宇宙世界正在從科幻小說中逐步脫胎成型。元宇宙技術雖然仍處于早期，但一旦落地也可能對諸多行業帶來深遠影響。元宇宙在以下十個領域的應用場景尤其值得期待，包括娛樂、社交、零售、制造業、金融、醫療、遠程辦公、教育培訓、研發、城市治理等。
5. 機遇與挑戰
2021年12月，上海市經信委印發《上海市電子信息產業發展“十四五”規劃》提出，要加強元宇宙底層核心技術基礎能力的前瞻研發，推進深化感知交互的新型終端研制和系統化的虛擬內容建設，探索行業應用。這也是元宇宙首次被納入地方“十四五”規劃。2022年新年伊始，合肥、武漢等地相繼召開地方兩會，將元宇宙寫入政府工作報告中，杭州、無錫、北京、成都等城市也紛紛提出以產業園區和產業聯盟等方式切入賽道，布局元宇宙。
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